
- •Количественный анализ
- •Гравиметрический анализ
- •Требования к осаждаемой форме:
- •Техника выполнения гравиметрического анализа
- •Применение возникающих реактивов (осаждение из гомогенного раствора).
- •Расчет количества осадителя
- •Расчет потерь при осаждении и промывании
- •Расчет навески анализируемого образца
- •Расчет результатов анализа
Требования к осаждаемой форме:
1) Малая растворимость осаждаемой формы соединения, содержащего определенное вещество, и как более низкое, содержание в ней определяемо вещества.
I -
'
Требование к осадку — малая растворимость, т. е. произведение растворимости получаемого осадка должно быть < 10-8. К таким осадкам относятся, например, АgСl, ВаЗО4, Ре(ОН)3,
2) Структура осадка должна отвечать условиям фильтрования и позволять проводить процесс промывания осадков от примесей с достаточной скоростью. Мелкокристаллические осадки могут пройти через поры фильтра. Наиболее удобны крупнокристаллические осадки, так как они не забивают поры фильтра, имеют слабо развитую поверхность, мало адсорбируют посторонние ионы и легко отмываются от них.
Кристаллические осадки образуются из пересыщенных растворов. Чем больше пересыщение, тем больше возникает центров кристаллизации, тем мельче получаются кристаллы. Следовательно, для получения крупных кристаллов раствор не должен быть сильно пересыщенным, должны быть созданы условия, чтобы образующиеся мелкие кристаллы растворялись и за их счет росли крупные. Этому способствуют нагревание раствора, перемешивание и присутствие веществ, повышающих растворимость осадка. Полученный осадок обычно сразу не фильтруют, а дают ему созреть. Созревание состоит в том, что мелкие кристаллы, обладающие большой суммарной поверхностью, растворяются, создавая местное пересыщение, способствующее росту крупных кристаллов; кроме того, в процессе такой перекристаллизации в раствор переходят примеси, загрязнения, и кристаллы получаются более чистыми. Процесс созревания длится около суток, поэтому, произведя осаждение, осадок следует оставить до следующего занятия, закрыв стакан бумагой или часовым стеклом.
3) Важно, чтобы осаждаемая форма легко переходила в весовую.
Требования к гравиметрической (весовой) форме:
Точное соответствие ее состава химической формуле. Если такого соответствия нет, вычисление результатов невозможно.
Химическая устойчивость весовой формы.
Содержание определяемого в весовой форме должно быть как можно меньшим, тогда погрешности опреде ления меньше скажутся на окончательном результате анализа.
3. Осаждаемая и весовая формы должны быть химически инертными, чтобы не приводить к количественным ошибкам.
Пример.
1)
2
)
СаС12
+ Н2С2О4
- СаС2О4
+ НСl;
СаО + 2СО2.
СаО — высокореакционное вещество, это означает, что оно может «захватить» пары воды или углекислый газ:
СаО + Н2О →Са(ОН)2 СаО + СО2 - >СаСО3
Требования, предъявляемые к осадкам, в значительной степени определяют выбор осадителя. Осадок увлекает за собой некоторые ионы, присутствующие в растворе. Обычно осадок полностью отмыть от примесей не удается, поэтому очень важно, чтобы примеси были летучими и удалялись при прокаливании осадка. Например, осаждение бария ведут раствором серной кислоты, а не раствором Nа2SО4, хотя и в том, и в другом случае получился бы осадок ВаSО4.
Не менее важным является и вопрос о количестве осадителя. Прежде всего оно должно быть достаточным, чтобы образовался осадок. Для этого необходимо, чтобы произведение концентраций ионов Ва2+ и SО4–2 превысило величину произведения растворимости, т. е. при [Ва2+] • [SО42–] >> 1,1 • 10–10 происходит выпадение осадка (глава 1, раздел 1, §12). Как только произведение концентраций станет равным произведению растворимости, выпадение осадка прекратится. Так как величина ПР при данной температуре является постоянной, то для более полного осаждения ионов Ва2+ из раствора необходимо действовать избытком осадителя. Обычно для осаждения берут 1,5 — 2-кратный избыток осадителя, большего избытка брать не следует, так как это может привести к частичному растворению осадка за счет образования комплексных соединений и кислых солей.
Гравиметрический анализ отличается большой точностью: относительная ошибка опыта не превышает 0,1 %, а при особо тщательной работе может быть доведена до 0,02 — 0,03 %. Недостатки гравиметрического анализа — длительность выполнения и необходимость применения сравнительно больших количеств анализируемой пробы (~ 0,5 г). Последний недостаток устраняется при использовании микро- и ультрамикрометодов гравиметрического анализа.